JP2000050597A - Slender cylindrical coreless motor and battery-driven apparatus using the same - Google Patents
Slender cylindrical coreless motor and battery-driven apparatus using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として電池駆動
機器に用いられる細型円筒コアレスモータに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin cylindrical coreless motor mainly used for battery-powered equipment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電池駆動機器、中でもディスクプ
レーヤ・携帯電話などの携帯情報機器においては、機器
の小型化、長時間電池駆動の要望が強い。そしてそのキ
ーポイントの一つが低消費電力化技術である。低消費電
力であれば長時間駆動と電池の軽量化を同時に達成でき
る。故に機器の中に用いられるモータにおいても低消費
電力化の一翼を担うことを強く求められる。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for battery-operated devices, especially portable information devices such as disk players and mobile phones, to reduce the size of the devices and to operate the batteries for a long time. One of the key points is low power consumption technology. With low power consumption, long-time operation and battery weight reduction can be achieved at the same time. Therefore, it is strongly required that a motor used in a device plays a part in reducing power consumption.
【０００３】本出願人は、このような携帯用途に向けた
細型円筒コアレスモータ（以下モータと略称する）の一
例を特開平９−９５５４号公報に開示している。図３に
その構造を示す。[0003] The present applicant discloses an example of such a thin cylindrical coreless motor (hereinafter abbreviated as a motor) for portable use in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9554. FIG. 3 shows the structure.
【０００４】このモータは図のように、細型円筒状のフ
レーム５１と、フレーム５１内にありその一方の端部を
前記フレームに固着した円柱状のマグネット５３と、マ
グネット５３を囲む円筒状のコイルを有するロータ組立
体５４と、ロータ組立体５４に一端を固定したシャフト
５５と、フレーム５１の端部に配設されシャフト５５の
外部突出側を支承する外側軸受５６と、シャフト５５の
ロータ組立体５４固定側を支承する内側軸受５７と、ロ
ータ組立体５４に給電する整流子５８、刷子５９、給電
端子６０とを備え構成されている。As shown in the figure, this motor has a thin cylindrical frame 51, a cylindrical magnet 53 which is inside the frame 51 and has one end fixed to the frame, and a cylindrical coil surrounding the magnet 53. , A shaft 55 having one end fixed to the rotor assembly 54, an outer bearing 56 provided at an end of the frame 51 to support an outer projecting side of the shaft 55, and a rotor assembly of the shaft 55. An inner bearing 57 that supports the fixed side 54, a commutator 58 that supplies power to the rotor assembly 54, a brush 59, and a power supply terminal 60 are provided.
【０００５】そして、着磁されたマグネット５３とそれ
を囲むフレーム５１とで磁気回路を形成する。一方、給
電端子６０から刷子整流子を通じてロータ組立体５４に
給電し、励磁駆動し回転させ、シャフト５５によりモー
タ外部へ出力される。[0005] A magnetic circuit is formed by the magnetized magnet 53 and the frame 51 surrounding it. On the other hand, power is supplied from the power supply terminal 60 to the rotor assembly 54 through the brush commutator, and the rotor assembly 54 is driven to be excited and rotated, and is output to the outside of the motor by the shaft 55.
【０００６】円筒マグネットの中央をシャフトが貫通す
る構造は従来から公知であるが、上記のモータは、シャ
フト５５、外側軸受５６、内側軸受５７と、中実のマグ
ネット５３とを軸方向に異なった位置に配置してあって
互いが干渉しないようにしたので、細径のモータを実現
するのに適している。A structure in which a shaft penetrates the center of a cylindrical magnet is conventionally known. However, in the above-described motor, the shaft 55, the outer bearing 56, the inner bearing 57, and the solid magnet 53 are different in the axial direction. Since they are arranged at positions so that they do not interfere with each other, they are suitable for realizing a small-diameter motor.
【０００７】しかし、さらに低消費電力化を進める観点
からみると、出力軸に大きな側圧荷重が加わる用途の場
合、この例のような両軸受間の距離が大きく採りにくい
構造では軸ロスが大きくなって低消費電力化に障害とな
るという問題点が生じた。However, from the viewpoint of further reducing the power consumption, in applications where a large lateral pressure load is applied to the output shaft, a shaft loss becomes large in a structure in which the distance between the two bearings is large and difficult to take such as in this example. Therefore, there is a problem that the power consumption becomes an obstacle.
【０００８】一方、円筒マグネットのままで細径のモー
タを実現しようとする提案が特開平１０−８３６２２号
公報にみられる。図５にその構造を引用図示する。この
モータは、フレーム７１内にありその一方の端部をフレ
ーム７１に固着したパイプ７２と、パイプ７２の外周に
配設された円筒状のマグネット７３と、マグネット７３
を囲む円筒状のロータ組立体７４と、ロータ組立体７４
に一端を固定したシャフト７５と、フレーム７１の端部
に配設されシャフト７５の外部突出側を支承する外側軸
受７６と、シャフト７５のロータ組立体７４固定側を支
承する内側軸受７７とを備えている。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-83622 discloses a proposal for realizing a small-diameter motor using a cylindrical magnet. FIG. 5 illustrates the structure. This motor includes a pipe 72 having one end fixed to the frame 71 inside a frame 71, a cylindrical magnet 73 provided on the outer periphery of the pipe 72, and a magnet 73.
A cylindrical rotor assembly 74 surrounding the rotor assembly;
A shaft 75 having one end fixed to the shaft 71, an outer bearing 76 provided at an end of the frame 71 for supporting the outer projecting side of the shaft 75, and an inner bearing 77 for supporting the shaft 75 on the rotor assembly 74 fixed side. ing.
【０００９】そして、パイプ７２はマグネット７３の端
面から突出延長し、内側軸受７７にはその突出延長部７
２ａの外径に嵌合する内径及び長さを持つ凹部７７ａを
設け、この部分で互いに固着している。この構造により
マグネット７３と内側軸受７７との干渉を避けて、外径
の小さなモータを実現できるとしている。The pipe 72 protrudes and extends from the end face of the magnet 73, and the inner bearing 77 has a protruding extension 7.
A recess 77a having an inner diameter and a length that fits into the outer diameter of 2a is provided, and is fixed to each other at this portion. According to this structure, a motor having a small outer diameter can be realized by avoiding interference between the magnet 73 and the inner bearing 77.
【００１０】しかし、さらに低消費電力化を進める観点
からみると、この例のような内側軸受の取付方法は必ず
しもベストの方法とはいえない。ロータ組立体の限られ
た長さの中で、上記の固着スペースはマグネットの長さ
を犠牲にして生み出したものであるからである。マグネ
ットの発生磁束の減少はそのままトルク定数の減少すな
わち消費電力の増大となって現れる。However, from the viewpoint of further reducing power consumption, the mounting method of the inner bearing as in this example is not necessarily the best method. This is because, within the limited length of the rotor assembly, the fixed space is created at the expense of the length of the magnet. The decrease in the magnetic flux generated by the magnet directly appears as a decrease in the torque constant, that is, an increase in power consumption.
【００１１】また、この構成ではパイプ先端の円筒部で
軸受を保持しているが、マグネットから突出する長いパ
イプは、直径の細さに対して長過ぎるためにその形状精
度を保ち難い。したがってその外径を基準に内側軸受を
取り付け、さらにマグネットを取り付ける構造は、内側
軸受とマグネット外径の同心度を保つのが困難である。
故にロータ組立体とマグネットとのエアギャップを大き
く採らざるを得ない。これも、さらに低消費電力化を進
める観点からみたときの問題点である。Further, in this configuration, the bearing is held by the cylindrical portion at the tip of the pipe. However, since the long pipe protruding from the magnet is too long for the small diameter, it is difficult to maintain the shape accuracy. Therefore, it is difficult to maintain the concentricity between the inner bearing and the outer diameter of the magnet in the structure in which the inner bearing is mounted on the basis of the outer diameter and the magnet is mounted.
Therefore, a large air gap is required between the rotor assembly and the magnet. This is also a problem from the viewpoint of further reducing power consumption.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
細径モータにおいて、側圧荷重の大きな用途における軸
ロス増大を防ぎ、そしてさらに上に説明した、細径のな
かでその軸受取付構成が困難なために軸方向にマグネッ
ト領域を損失している問題、ロータ組立体とマグネット
との同心度が保てないために径方向にマグネット領域を
損失している問題を解決するものである。加えて、耐環
境性の向上、信頼性の向上、生産性の向上など、常に前
進を求められている課題についても対応する。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motor having such a small diameter which prevents an increase in shaft loss in an application in which a large lateral pressure load is applied. It solves the problem that the magnet area is lost in the axial direction due to difficulty, and the problem that the magnet area is lost in the radial direction because the concentricity between the rotor assembly and the magnet cannot be maintained. In addition, we will respond to issues that require constant progress, such as improvements in environmental resistance, reliability, and productivity.
【００１３】そしてそれによって、低消費電力化を実現
した優れた細型円筒コアレスモータを提供し機器の小型
化・長時間駆動の要望に応えることを目的とする。Accordingly, it is an object of the present invention to provide an excellent thin cylindrical coreless motor realizing low power consumption and to meet the demand for downsizing and long-time driving of equipment.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、一方の端部をフレームに固着したパイプ
と、パイプの外周に配設された円筒状のマグネットと、
フレームの端部に配設されシャフトの外部突出側を支承
する外側軸受と、シャフトのロータ組立体固定側を支承
する内側軸受とを備え、パイプの他方の端部はマグネッ
トの端面より突出しない長さとし、マグネットの端面に
その外径と同心に内側軸受を配設したモータとしたもの
である。また、内側軸受と端面との対向部を半田材によ
り接合し、パイプとマグネットとの対向部を半田材によ
り接合したものである。To achieve the above object, the present invention provides a pipe having one end fixed to a frame, a cylindrical magnet provided on the outer periphery of the pipe,
An outer bearing disposed at an end of the frame and supporting an outer protruding side of the shaft; and an inner bearing supporting a rotor assembly fixed side of the shaft, the other end of the pipe not protruding from the end face of the magnet. Thus, the motor has an inner bearing disposed on the end face of the magnet concentrically with its outer diameter. Further, the facing portion between the inner bearing and the end face is joined by a solder material, and the facing portion of the pipe and the magnet is joined by a solder material.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、パイプの他方の端部はマグネットの端面より突出し
ない長さとし、マグネットの端面にその外径と同心に内
側軸受を配設したものであり、この構成によって、内側
軸受を固着するための軸方向長さを最小限にでき、且つ
ロータ組立体内径とマグネット外径との同心度を向上で
きる。さらにパイプに高い形状精度を要求する必要がな
くなる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, the other end of the pipe has a length that does not protrude from the end face of the magnet, and an inner bearing is disposed on the end face of the magnet concentrically with its outer diameter. With this configuration, the axial length for fixing the inner bearing can be minimized, and the concentricity between the inner diameter of the rotor assembly and the outer diameter of the magnet can be improved. Further, there is no need to require high shape accuracy for the pipe.
【００１６】本発明の請求項２に記載の発明は、パイプ
の他方の端部はマグネットの端面より突出しない長さと
し、マグネット端面にその外径と同心に内側軸受を配設
し、内側軸受とマグネット端面との対向部を半田材によ
り接合したものである。これによって、上記と同様の作
用を発揮するとともに、内側軸受の接合部において、一
般的な接着構造に比べ接合強度を増大できる。According to a second aspect of the present invention, the other end of the pipe has a length that does not protrude from the end face of the magnet, and an inner bearing is disposed on the end face of the magnet concentrically with its outer diameter. The portion facing the magnet end face is joined by a solder material. Thus, the same effect as described above can be exhibited, and the joining strength of the joining portion of the inner bearing can be increased as compared with a general bonding structure.
【００１７】本発明の請求項３に記載の発明は、パイプ
とマグネットとの対向部を半田材により接合したもので
ある。これによって、パイプの接合部において、接合構
造の剛性が増大し、モータ構造体寸法の経時変化を小さ
くできる。さらに前記内側軸受とマグネット端面および
前記パイプと前記マグネットを同時に接合したとき、軸
受からフレームにいたる熱伝導性を増大させる、接着剤
のない工程を実現する、さらに接合工数を低減するなど
の作用が得られる。According to a third aspect of the present invention, the opposed portions of the pipe and the magnet are joined by a solder material. This increases the rigidity of the joint structure at the joint of the pipes, and can reduce the temporal change in the size of the motor structure. Furthermore, when the inner bearing and the magnet end face and the pipe and the magnet are simultaneously joined, actions such as increasing the thermal conductivity from the bearing to the frame, realizing an adhesive-free process, and further reducing the number of joining steps are provided. can get.
【００１８】本発明の請求項４に記載の発明は、内側軸
受は略円筒状ケースに内側軸受メタルを収容したもので
あり、ケースにはその表面にＮｉメッキを施したもので
ある。これによって、内側軸受接合部の半田付け性が向
上し、接合工数が低下する。According to a fourth aspect of the present invention, the inner bearing has a substantially cylindrical case in which the inner bearing metal is accommodated, and the case is plated with Ni. This improves the solderability of the inner bearing joint and reduces the number of joining steps.
【００１９】本発明の請求項５に記載の発明は、パイプ
にはその表面にＮｉメッキを施したものである。これに
よって、上記同様、パイプ接合部の半田付け性が向上
し、接合工数が低下する。In the invention according to claim 5 of the present invention, the surface of the pipe is plated with Ni. As a result, as in the above, the solderability of the pipe joint is improved, and the number of joining steps is reduced.
【００２０】本発明の請求項６に記載の発明は、内側軸
受メタルを収容したケースを非磁性金属により形成した
ものである。これによって、マグネットの端部の磁束が
短絡して損失することを防ぐ。According to a sixth aspect of the present invention, the case accommodating the inner bearing metal is formed of a non-magnetic metal. This prevents the magnetic flux at the end of the magnet from being short-circuited and lost.
【００２１】本発明の請求項７に記載の発明は、上記の
作用を有する細型円筒コアレスモータをもちいて電池駆
動機器を構成したものである。機器の中で大きな比重を
占めるモータ消費電流を低減でき、機器の消費電流を減
らせる。According to a seventh aspect of the present invention, a battery-driven device is configured by using a thin cylindrical coreless motor having the above-described operation. The current consumption of the motor, which accounts for a large proportion of the equipment, can be reduced, and the current consumption of the equipment can be reduced.
【００２２】[0022]
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】図１は本発明の実施例におけるモータの構
造図である。このモータは、細型円筒状のフレーム１
と、フレーム１内にありその一方の端部を前記フレーム
に固着したパイプ２と、パイプ２の外周に配設された円
筒状のマグネット３と、マグネット３を囲む円筒状のコ
イルを有するロータ組立体４と、ロータ組立体４に一端
を固定したシャフト５と、フレーム１の端部に配設され
シャフト５の外部突出側を支承する外側軸受６と、シャ
フト５のロータ組立体固定側を支承する内側軸受７と、
ロータ組立体４に給電する整流子８と、刷子９、給電端
子１０、これらを保持するブラケット１１とを備え構成
されている。また、内側軸受７は、カップ状ケース１２
に内側軸受メタル１３を収容して構成されている。FIG. 1 is a structural view of a motor according to an embodiment of the present invention. This motor has a thin cylindrical frame 1
And a rotor set including a pipe 2 in a frame 1, one end of which is fixed to the frame, a cylindrical magnet 3 disposed on the outer periphery of the pipe 2, and a cylindrical coil surrounding the magnet 3. The solid 4, a shaft 5 having one end fixed to the rotor assembly 4, an outer bearing 6 provided at an end of the frame 1 to support an externally projecting side of the shaft 5, and a support for the rotor assembly fixed side of the shaft 5. Inner bearing 7
A commutator 8 for supplying power to the rotor assembly 4, a brush 9, a power supply terminal 10, and a bracket 11 for holding these components are provided. The inner bearing 7 is provided with a cup-shaped case 12.
The inner bearing metal 13 is accommodated therein.
【００２４】そして、着磁されたマグネット３とそれを
囲むフレーム１とで磁気回路を形成する。一方、給電端
子１０から刷子９、整流子８を通じてロータ組立体４に
給電され、その磁界がマグネットの磁気回路と鎖交して
回転駆動され、シャフト５によりモータ外部へ出力され
る。Then, a magnetic circuit is formed by the magnetized magnet 3 and the frame 1 surrounding it. On the other hand, power is supplied from the power supply terminal 10 to the rotor assembly 4 through the brush 9 and the commutator 8, and the magnetic field is linked to the magnetic circuit of the magnet, is rotationally driven, and is output by the shaft 5 to the outside of the motor.
【００２５】本発明は組立方法とも関連するので、以下
に組立手順の概略を説明する。ロータ組立体４は円筒状
に形成したコイルと整流子８を有するカップ状になって
いる。その回転中心と同軸にシャフト５を固着する。ス
テータ部は、まず軸受周辺から組み立てる。パイプ２に
外側軸受５を圧入等により固着し、それにマグネット３
を挿入して対向する端面および円筒面を半田付け固定す
る。マグネットのもう一方の端面には内側軸受７を当接
させ、その対向面を半田付け固定する。さらに、外側軸
受６および内側軸受７に潤滑油を含浸する。そののち、
この中間組立品のパイプ２部分をフレーム１に圧入等に
て固着する。Since the present invention also relates to an assembling method, an outline of an assembling procedure will be described below. The rotor assembly 4 has a cup shape having a cylindrical coil and a commutator 8. The shaft 5 is fixed coaxially with the rotation center. The stator is first assembled from around the bearing. An outer bearing 5 is fixed to the pipe 2 by press fitting or the like, and a magnet 3
And solder and fix the opposing end face and cylindrical face. The inner bearing 7 is brought into contact with the other end surface of the magnet, and the opposing surface is fixed by soldering. Further, the outer bearing 6 and the inner bearing 7 are impregnated with lubricating oil. after that,
The pipe 2 of this intermediate assembly is fixed to the frame 1 by press fitting or the like.
【００２６】一方ブラケット部は、絶縁材料よりなるブ
ラケット１１にあらかじめ刷子９・給電端子１０を取り
付けておく。そして、このように組み立てられたステー
タ部にロータ組立体４を挿入し、さらにブラケット部を
填め合わせて圧入などにより固着し、モータが完成す
る。On the other hand, for the bracket portion, the brush 9 and the power supply terminal 10 are previously attached to the bracket 11 made of an insulating material. Then, the rotor assembly 4 is inserted into the thus assembled stator portion, and the bracket portion is further fitted and fixed by press-fitting or the like to complete the motor.
【００２７】本発明の主要部であるマグネットとその近
接部品とに関する構造について説明する。The structure of the main part of the present invention relating to the magnet and its adjacent parts will be described.
【００２８】上述のように、マグネット３の端面には内
側軸受７を半田付け固定している。この構造は、マグネ
ット３と内側軸受７とが密接していること、マグネット
３の外周面と内側軸受７の内周面とが同心に固着されて
いること、固着を半田付けにより行うことに特徴があ
る。この部分の組立はたとえば図２のように行う。As described above, the inner bearing 7 is fixed to the end face of the magnet 3 by soldering. This structure is characterized in that the magnet 3 and the inner bearing 7 are in close contact, the outer peripheral surface of the magnet 3 and the inner peripheral surface of the inner bearing 7 are concentrically fixed, and the fixing is performed by soldering. There is. Assembly of this part is performed, for example, as shown in FIG.
【００２９】図２において、芯出し治具４１のガイド部
４１ａはマグネット３の外周面をガイドしている。そし
てガイド部４１ａと同心にピン４２があり、内側軸受７
の内周面をガイドしている。芯出し治具４１にはマグネ
ット３と内側軸受７との対向部へのアクセス穴４１ｂが
あり、治具で同心にガイドした状態で両者を固着でき
る。ここで、半田材はあらかじめ対向面に供給しておく
のがよい。加熱方法は種々あるが、赤外線ビーム加熱に
よるのが最も安定である。In FIG. 2, a guide portion 41a of the centering jig 41 guides the outer peripheral surface of the magnet 3. A pin 42 is provided concentrically with the guide portion 41a.
Guides the inner peripheral surface of The centering jig 41 has an access hole 41b to an opposing portion of the magnet 3 and the inner bearing 7, and the two can be fixed while being concentrically guided by the jig. Here, the solder material is preferably supplied to the facing surface in advance. There are various heating methods, but infrared beam heating is the most stable.
【００３０】このようにマグネット３と内側軸受７とを
密接配置したので、最小限の軸方向長さで内側軸受７を
保持固着できる。それによって、ロータ組立体４内での
マグネット３の長さを損失することがなくなり、その
分、磁束が増大できる。したがってトルク定数が大とな
り低消費電流を実現できる。若しくはその分モータ長さ
を短縮できる。Since the magnet 3 and the inner bearing 7 are closely arranged as described above, the inner bearing 7 can be held and fixed with a minimum axial length. Thereby, the length of the magnet 3 in the rotor assembly 4 is not lost, and the magnetic flux can be increased accordingly. Therefore, the torque constant becomes large and low current consumption can be realized. Alternatively, the motor length can be shortened accordingly.
【００３１】マグネット３の外周面と内側軸受７の内周
面とを同心に固着したので、マグネット３の外径とロー
タ組立体４の内径との同心度を従来より向上できる。し
たがってその分エアギャップ（両者の間の隙間）を小さ
くしてマグネット３の外径を大きく設計でき、磁束が増
大して低消費電流を実現できる。若しくはその分細径
化、若しくは余裕度向上により衝撃信頼性を向上でき
る。Since the outer peripheral surface of the magnet 3 and the inner peripheral surface of the inner bearing 7 are concentrically fixed, the concentricity between the outer diameter of the magnet 3 and the inner diameter of the rotor assembly 4 can be improved as compared with the related art. Therefore, the air gap (the gap between the two) can be reduced accordingly and the outer diameter of the magnet 3 can be designed to be large, and the magnetic flux can be increased to achieve low current consumption. Alternatively, the impact reliability can be improved by reducing the diameter or increasing the margin.
【００３２】また、パイプ２を内側軸受７の取付基準に
しない構造であるから、パイプ２に高い形状精度を要求
しなくても所定の機能を発揮できる。したがって通常の
プレス部品を用いることができ、モータを安価に提供で
きる。Further, since the structure is such that the pipe 2 is not used as a reference for mounting the inner bearing 7, a predetermined function can be exhibited without requiring a high form accuracy of the pipe 2. Therefore, normal pressed parts can be used, and the motor can be provided at low cost.
【００３３】ところで、マグネット３の外周面と内側軸
受７の内周面とを同心に固着することについて、前述の
特開平９−９５５４号公報の発明との考え方の違いを説
明しておく。図４にその従来例の或る一場面を描いた。
図において、マグネット５３はフレーム５１に対して傾
き、内側端面部５３ｂがロータ組立体５４に接近してい
る。このような場合、内側軸受５７をマグネットの内側
端面部５３ｂの外径と同心に配置しようとすると、ロー
タ組立体５４の先端部５４ａはマグネット５３に接触し
てしまう。つまりこのモータは内側軸受５７をマグネッ
ト５３の外径とは独立にアライメントしなければならな
かった。内側軸受をマグネットの外径と同心に固着する
ことは、本発明の軸受配置構造においてはじめて必要且
つ有効となったものである。The difference in the way of fixing the outer peripheral surface of the magnet 3 and the inner peripheral surface of the inner bearing 7 concentrically with the above-described invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9554 will be described. FIG. 4 shows a scene of the conventional example.
In the figure, the magnet 53 is tilted with respect to the frame 51, and the inner end face 53b is close to the rotor assembly 54. In such a case, if the inner bearing 57 is arranged concentrically with the outer diameter of the inner end face 53b of the magnet, the tip 54a of the rotor assembly 54 comes into contact with the magnet 53. That is, in this motor, the inner bearing 57 had to be aligned independently of the outer diameter of the magnet 53. Fixing the inner bearing concentrically with the outer diameter of the magnet is necessary and effective for the first time in the bearing arrangement structure of the present invention.
【００３４】さらに、固着を半田付けにより行っている
ので、接着に比べ接合強度を増大できる。選択により大
きく変わるが、少なくとも２０％以上改善できる。した
がってマグネットの内側端面３ｂの小さい接合面積にお
いても信頼性の高い接合が可能となり、高信頼性の細径
モータを実現できる。Further, since the fixing is performed by soldering, the bonding strength can be increased as compared with the bonding. Although it largely depends on the choice, it can be improved by at least 20% or more. Therefore, highly reliable bonding is possible even in a small bonding area of the inner end face 3b of the magnet, and a highly reliable small-diameter motor can be realized.
【００３５】図１に示したように、パイプ２にはマグネ
ット３を挿入してある。そしてマグネット３の一方の端
面および内径円筒面がパイプ２に対向している。そのい
ずれの対向面も、半田付けによって固着されている。こ
れにより、内側軸受の接合部におけると同様に組立工数
を低減できるのは勿論であるが、さらに以下の作用・効
果がもたらされる。As shown in FIG. 1, a magnet 3 is inserted into the pipe 2. One end surface and the inner diameter cylindrical surface of the magnet 3 face the pipe 2. Each of the opposing surfaces is fixed by soldering. As a result, the number of assembling steps can be reduced as in the case of the joint portion of the inner bearing, but the following operation and effect can be further obtained.
【００３６】まず、接着に比べ接合部の剛性が増大す
る。特にマグネット３の外側端面３ａの接合部の剛性が
改善できることが耐振動性の改善に大きく寄与する。こ
れにより内側軸受７を高い剛性で支持できてロータの変
位が小さくなり、エアギャップを小さく設計できて、低
消費電力の細径モータを実現できる。First, the rigidity of the joint increases as compared with the bonding. In particular, the fact that the rigidity of the joint at the outer end surface 3a of the magnet 3 can be improved greatly contributes to the improvement of the vibration resistance. Thereby, the inner bearing 7 can be supported with high rigidity, the displacement of the rotor is reduced, the air gap can be designed to be small, and a small-diameter motor with low power consumption can be realized.
【００３７】また、接着に比べ接合寸法の経時変化が小
さくなる。マグネット３とフレーム１との間には常に磁
気吸引力が働いているが、半田材の場合接着剤に比べク
リープが小さい。したがって寸法安定性が向上し、エア
ギャップの変化を減らせる。故により信頼性の高い細径
モータとなる。Further, the change of the bonding dimension with time is smaller than that of the bonding. Although magnetic attraction always acts between the magnet 3 and the frame 1, creep is smaller in the case of a solder material than in the case of an adhesive. Therefore, the dimensional stability is improved, and the change in the air gap can be reduced. Therefore, a more reliable small-diameter motor is obtained.
【００３８】また、パイプ２、マグネット３、内側軸受
７の全てを半田材により接合することにより、工程から
接着剤を排除できる。接着工程は数多くの管理項目を必
要とする最も品質維持の困難な工程であった。接着剤と
軸受含侵油との反応を心配する必要もない。したがって
軸受含侵油の選択自由度、工程の自由度が増す。Further, by joining all of the pipe 2, the magnet 3, and the inner bearing 7 with a solder material, the adhesive can be eliminated from the process. The bonding process was the most difficult process to maintain quality, requiring many control items. There is no need to worry about the reaction between the adhesive and the bearing impregnating oil. Therefore, the degree of freedom in selecting the bearing impregnating oil and the degree of freedom in the process are increased.
【００３９】さらに、内側軸受７からフレーム１にいた
る部分に断熱材が介在しないから熱伝導性が増大し、高
速回転したときの軸受の温度上昇を軽減して信頼性を向
上できる。また自明であるが、これらを同時に接合する
ことにより接合工数が大きく低下し生産性を向上でき
る。Further, since no heat insulating material is interposed between the inner bearing 7 and the frame 1, the thermal conductivity is increased, and the temperature rise of the bearing during high-speed rotation can be reduced to improve the reliability. Also, it is obvious that by joining them at the same time, the number of joining steps is greatly reduced and the productivity can be improved.
【００４０】なお、図にあるようにパイプは細く且つ長
い。したがって形状精度を求めると高価になる。それを
避けるため形状精度の比較的低いグレードを許容した場
合、図２に示したものと同様の考え方の治具を用い、外
側軸受６に対するマグネット３の外径の同心度を保ちな
がら接合するとよい。接合にあたっては、半田材はあら
かじめ対向面に供給しておき、赤外線ビーム加熱するの
がよい。As shown in the figure, the pipe is thin and long. Therefore, it is expensive to obtain shape accuracy. In order to avoid this, when a grade having a relatively low shape accuracy is allowed, it is preferable to use a jig having the same concept as that shown in FIG. 2 and join while maintaining the concentricity of the outer diameter of the magnet 3 with respect to the outer bearing 6. . In joining, it is preferable to supply the solder material to the opposing surface in advance, and to perform infrared beam heating.
【００４１】内側軸受の細部の説明に移る。内側軸受７
はカップ状ケース１２に内側軸受メタル１３を収容した
ものであり、ケース１２はその表面にＮｉメッキを施さ
れている。また、パイプ２はその表面にＮｉメッキを施
されている。Turning now to the details of the inner bearing. Inner bearing 7
Is a cup-shaped case 12 in which an inner bearing metal 13 is accommodated, and the surface of the case 12 is plated with Ni. The surface of the pipe 2 is plated with Ni.
【００４２】細型円筒モータは希土類マグネットを用い
ることが殆どであり、多くの場合防錆のためにＮｉメッ
キが施されている。したがって半田付け可能である。そ
れに半田接合する相手材は、半田付け可能なものであれ
ばよいので、従来は、ブリキ材、半田メッキ材などを用
いていた。これで概ねうまく半田付けできるのだが、接
合面積がばらつかないこと、内側軸受７の固着工程にお
いて半田が内側軸受メタル１３まで回り込まないことな
ど、品質をより安定させるには、ケース１２およびパイ
プ２をＮｉメッキするのがよいことを見いだした。この
ようにしたとき、広い加熱温度・加熱時間で接合面積お
よび接合強度が安定し、従来より小さい接合面積で必要
な強度を確保できて、信頼性の高い細径モータを実現で
きる。In most cases, a thin cylindrical motor uses a rare earth magnet, and is often plated with Ni for rust prevention. Therefore, soldering is possible. Conventionally, a tin material, a solder plating material, or the like has been used since a partner material to be solder-bonded may be any material that can be soldered. Although the soldering can be generally performed well with this, the case 12 and the pipe 2 are required to stabilize the quality such that the joining area does not vary and the solder does not flow into the inner bearing metal 13 in the fixing process of the inner bearing 7. Was found to be Ni-plated. In this case, the joining area and the joining strength are stabilized at a wide heating temperature and a long heating time, the required strength can be secured with a smaller joining area than in the past, and a highly reliable small-diameter motor can be realized.
【００４３】カップ状ケース１２はまた、非磁性金属に
より形成されている。マグネット３は径方向に着磁され
ていて磁界を発生する。その端面に強磁性体が接する
と、端部の磁束が短絡する。したがってケース１２を非
磁性金属とし、磁束の損失を防止して低消費電流を実現
する一助としたものである。一方パイプ２は強磁性とし
た方が磁束の増大に役立つ。本発明ではパイプ２とケー
ス１２が別体であるから異種金属とすることが可能にな
る。The cup-shaped case 12 is formed of a non-magnetic metal. The magnet 3 is magnetized in the radial direction and generates a magnetic field. When the ferromagnetic material contacts the end face, the magnetic flux at the end is short-circuited. Therefore, the case 12 is made of a non-magnetic metal, which helps to prevent the loss of magnetic flux and realize low current consumption. On the other hand, if the pipe 2 is made to be ferromagnetic, it will help increase the magnetic flux. In the present invention, since the pipe 2 and the case 12 are separate bodies, it is possible to use different metals.
【００４４】なお、フレーム１は円筒状として説明した
が、必ずしも真円である必要はなく、磁束密度の低い部
分の外面をカットした小判型断面でもよい。パイプ２が
マグネット３の端面３ｂからわずかに突出していたとし
ても、内側軸受７の固着がパイプ２でなくマグネット３
の端面に行われていれば、本発明の範囲である。パイプ
２とマグネット３を半田材にて固着する技術は、実施例
に示した軸受形式のみならず、他の種々の構造のモータ
に適用しても上に説明した作用効果を発揮する。Although the frame 1 has been described as having a cylindrical shape, it is not necessarily required to be a perfect circle, but may be an oval cross section in which the outer surface of a portion having a low magnetic flux density is cut. Even if the pipe 2 slightly protrudes from the end face 3b of the magnet 3, the inner bearing 7 is not fixed to the pipe 2 but to the magnet 3
Is performed within the scope of the present invention. The technique of fixing the pipe 2 and the magnet 3 with a solder material can exert the above-described effects even when applied to motors having various structures other than the bearing type shown in the embodiment.
【００４５】以上本発明の実施例を説明してきたが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の
主旨の範囲で様々な応用展開が可能である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various applications and developments are possible within the scope of the present invention.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上の記載から明らかなように本発明に
よれば、細径のなかで新規な軸受取付構成を採用してマ
グネットの軸方向領域を拡大でき、ロータ組立体とマグ
ネットとの同心度を確保してマグネットの径方向領域を
拡大できる。そしてそれによって低消費電力の優れた細
径円筒コアレスモータを提供し、電池駆動機器の低消費
電力化、ひいてはその小型化・使用時間の延長を達成す
ることができるものである。As is apparent from the above description, according to the present invention, the axial bearing area of the magnet can be enlarged by adopting a novel bearing mounting structure in a small diameter, and the rotor assembly and the magnet are concentric. The radial area of the magnet can be expanded by securing the degree. Thus, an excellent small-diameter cylindrical coreless motor with low power consumption can be provided, and low power consumption of a battery-driven device, and furthermore, miniaturization and extension of use time thereof can be achieved.
【図１】本発明の実施例のモータの構造図FIG. 1 is a structural diagram of a motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例のモータの内側軸受の固着方法
を示す図FIG. 2 is a diagram showing a method of fixing an inner bearing of a motor according to an embodiment of the present invention.
【図３】従来例のモータ構造図FIG. 3 is a structural view of a conventional motor.
【図４】従来例でマグネットが傾いた状態を示す構造図FIG. 4 is a structural diagram showing a state in which a magnet is tilted in a conventional example.
【図５】他の従来例のモータ構造図FIG. 5 is a structural view of another conventional motor.
１、５１、７１ フレーム ２、７２ パイプ ３、５３、７３ マグネット ３ａ 外側端面 ３ｂ、５３ｂ 内側端面 ４、５４、７４ ロータ組立体 ５、５５、７５ シャフト ６、５６、７６ 外側軸受 ７、５７、７７ 内側軸受 ８、５８、７８ 整流子 ９、５９、７９ 刷子 １０、６０、８０ 給電端子 １１、８１ ブラケット １２、６２ ケース １３、６３ 内側軸受メタル ４１ 芯出し治具 ４１ａ ガイド部 ４１ｂ アクセス穴 ４２ ピン ５４ａ ロータ組立体の先端部 ７２ａ パイプ突出延長部 ７７ａ 内側軸受凹部 1, 51, 71 Frame 2, 72 Pipe 3, 53, 73 Magnet 3a Outer end face 3b, 53b Inner end face 4, 54, 74 Rotor assembly 5, 55, 75 Shaft 6, 56, 76 Outer bearing 7, 57, 77 Inner bearings 8, 58, 78 Commutator 9, 59, 79 Brush 10, 60, 80 Power supply terminal 11, 81 Bracket 12, 62 Case 13, 63 Inner bearing metal 41 Centering jig 41a Guide 41b Access hole 42 Pin 54a Tip of rotor assembly 72a Pipe projecting extension 77a Inner bearing recess
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H605 AA00 AA04 BB05 BB19 CC01 CC02 CC03 CC04 CC05 CC06 CC07 EA06 EB06 EB13 EB21 EC08 GG01 GG10 GG20 5H623 AA00 AA04 BB04 BB07 GG16 HH01 HH06 HH10 JJ03 JJ05 JJ06 LL09 LL12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference)
Claims (7)
内にありその一方の端部を前記フレームに固着したパイ
プと、前記パイプの外周に配設された円筒状のマグネッ
トと、前記マグネットを囲む略円筒状のロータ組立体
と、前記ロータ組立体に一端を固定したシャフトと、前
記フレームの端部に配設され前記シャフトの外部突出側
を支承する外側軸受と、前記シャフトの前記ロータ組立
体固定側を支承する内側軸受とを備え、前記パイプの他
方の端部は前記マグネットの端面より突出しない長さと
し、前記マグネットの前記端面にその外径と同心に前記
内側軸受を配設してなる、細型円筒コアレスモータ。1. A thin cylindrical frame, a pipe inside the frame, one end of which is fixed to the frame, a cylindrical magnet disposed on the outer periphery of the pipe, and surrounding the magnet. A substantially cylindrical rotor assembly, a shaft having one end fixed to the rotor assembly, an outer bearing disposed at an end of the frame and supporting an externally projecting side of the shaft, and the rotor assembly of the shaft An inner bearing that supports the fixed side, the other end of the pipe has a length that does not protrude from the end face of the magnet, and the inner bearing is arranged on the end face of the magnet concentrically with its outer diameter. , Thin cylindrical coreless motor.
内にありその一方の端部を前記フレームに固着したパイ
プと、前記パイプの外周に配設された円筒状のマグネッ
トと、前記マグネットを囲む略円筒状のロータ組立体
と、前記ロータ組立体に一端を固定したシャフトと、前
記フレームの端部に配設され前記シャフトの外部突出側
を支承する外側軸受と、前記シャフトの前記ロータ組立
体固定側を支承する内側軸受とを備え、前記パイプの他
方の端部は前記マグネットの端面より突出しない長さと
し、前記マグネットの前記端面にその外径と同心に前記
内側軸受を配設し、前記内側軸受と前記端面との対向部
を半田材により接合してなる、細型円筒コアレスモー
タ。2. A thin cylindrical frame, a pipe inside the frame, one end of which is fixed to the frame, a cylindrical magnet disposed on the outer periphery of the pipe, and surrounding the magnet. A substantially cylindrical rotor assembly, a shaft having one end fixed to the rotor assembly, an outer bearing disposed at an end of the frame and supporting an externally projecting side of the shaft, and the rotor assembly of the shaft An inner bearing that supports a fixed side, the other end of the pipe has a length that does not protrude from the end surface of the magnet, and the inner bearing is disposed concentrically with the outer diameter of the end surface of the magnet, A thin cylindrical coreless motor in which a facing portion between an inner bearing and the end face is joined by a solder material.
内にありその一方の端部を前記フレームに固着したパイ
プと、前記パイプの外周に配設された円筒状のマグネッ
トと、前記マグネットを囲む略円筒状のロータ組立体
と、前記ロータ組立体に一端を固定したシャフトと、前
記シャフトを支承する軸受とを備え、前記パイプと前記
マグネットとの対向部を半田材により接合してなる、細
型円筒コアレスモータ。3. A thin cylindrical frame, a pipe inside the frame, one end of which is fixed to the frame, a cylindrical magnet disposed on the outer periphery of the pipe, and surrounding the magnet. A thin type including a substantially cylindrical rotor assembly, a shaft having one end fixed to the rotor assembly, and a bearing for supporting the shaft, wherein a facing portion between the pipe and the magnet is joined by a solder material. Cylindrical coreless motor.
メタルを収容してなり、前記ケースはその表面にＮｉメ
ッキを施してなる、請求項２に記載の細型円筒コアレス
モータ。4. The thin cylindrical coreless motor according to claim 2, wherein the inner bearing is formed by housing the inner bearing metal in a substantially cup-shaped case, and the surface of the case is plated with Ni.
なる、請求項３に記載の細型円筒コアレスモータ。5. The thin cylindrical coreless motor according to claim 3, wherein the surface of the pipe is plated with Ni.
メタルを収容してなり、前記ケースは非磁性金属により
形成してなる、請求項２または４のいずれかに記載の細
型円筒コアレスモータ。6. The thin cylindrical coreless motor according to claim 2, wherein the inner bearing has a substantially cup-shaped case housing the inner bearing metal, and the case is formed of a non-magnetic metal.
円筒コアレスモータを用いた電池駆動機器。7. A battery-driven device using the thin cylindrical coreless motor according to any one of claims 1 to 6.
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| US6140721A (en) | 2000-10-31 |
| CN1081845C (en) | 2002-03-27 |
| CN1244060A (en) | 2000-02-09 |
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